Η σύγχρονη αεροδυναμική λειτουργεί με ένα από τα βασικά εφέ που καθίσταται απαραίτητο για την πτήση των αεροπλάνων. Αυτό το αποτέλεσμα είναι γνωστό ως Εφέ Coanda. Το φαινόμενο Coanda είναι κάτι δύσκολο να εξηγηθεί, αλλά γίνεται πολύ σημαντικό στοιχείο με τέτοιο τρόπο ώστε να γίνει η βάση για την ανάπτυξη εναέριων οχημάτων.
Σε αυτό το άρθρο, θα σας πούμε τι είναι το φαινόμενο Coanda και τη σημασία του.
Ποιο είναι το αποτέλεσμα Coanda
Για να εξηγήσετε τι είναι αυτό το εφέ, φανταστείτε ένα αναμμένο κερί. Αν σβήσουμε αυτό το κερί θα είναι στιγμιαία. Αν κάνουμε την ίδια άσκηση αλλά τοποθετήσουμε ένα κουτί λογικού μεγέθους ανάμεσα στο κερί και σε εμάς. Το πιο φυσιολογικό πράγμα που πρέπει να σκεφτεί κανείς είναι ότι αν φυσήξουμε, ο αέρας θα διασκορπιστεί και στις δύο πλευρές και δεν θα χτυπήσει το πανί. Ωστόσο, αν αντί για κουτί χρησιμοποιήσουμε ένα μπουκάλι κρασί, το αποτέλεσμα δεν θα είναι το ίδιο. Η λογική μας οδηγεί να σκεφτούμε ότι ο αέρας θα διασκορπιστεί και στις δύο πλευρές και δεν θα σβήσει το κερί.
Αν και φαίνεται κάπως εκπληκτικό, το κερί μπορεί να σβήσει χάρη στο φαινόμενο Coanda. Και είναι ότι Το εφέ Coanda εξηγεί την καμπυλότητα των υγρών όταν έρχεται σε επαφή με ένα συμπαγές σώμα. Τα υγρά αποκτούν μια αλλαγή στην κίνηση και την μετατόπιση όταν συγκρούονται με ένα συμπαγές σώμα.
Μπορούμε να πούμε ότι το φαινόμενο Coanda είναι μια σειρά γεγονότων ικανών να περιγράψουν τη συμπεριφορά ενός υγρού όταν χτυπά μια επιφάνεια. Χρησιμοποιείται ως αρχή που δηλώνει ότι όλα τα ρευστά τείνουν να έλκονται από κοντινές επιφάνειες αντί να αναπηδούν ή να εκτρέπονται. Αυτό είναι το αντίθετο από αυτό που συνέβη με ένα στερεό. Εάν ένα στερεό συγκρουστεί με ένα άλλο στερεό, είναι φυσιολογικό να αναπηδά και να αποκλίνει από την τροχιά του. Ωστόσο, στην περίπτωση των ρευστών, έλκονται από την επιφάνεια του στερεού.
Για να εμβαθύνουμε στην αεροπορία, συνιστάται η μελέτη των αρχών που διέπουν την πτήση των αεροσκαφών.
Πειραματιστείτε για να επιβεβαιώσετε το φαινόμενο Coanda
Εάν πραγματοποιήσουμε το παραπάνω πείραμα, μπορούμε να δούμε ότι ο αέρας τείνει να ακολουθεί την καμπύλη διαδρομή της φιάλης αντί να αποκλίνει στις πλευρές. Εάν ρίξουμε μια μπάλα του τένις στο μπουκάλι του κρασιού, βλέπουμε ότι η τροχιά της μπάλας θα αλλάξει, αλλά δεν θα είναι παράλληλη με το περίγραμμα του μπουκαλιού. Αυτό μας βοηθά να εξαγάγουμε τις απαραίτητες πληροφορίες ξέρετε ότι ένα υγρό θα ακολουθήσει το μονοπάτι γύρω από ένα στερεό
Με απλά λόγια, το ιξώδες του αέρα είναι ο κύριος παράγοντας για την εμφάνιση του φαινομένου Coanda. Όταν το ρευστό προσκρούει για πρώτη φορά σε ένα σώμα που έχει ένα λείο, καμπύλο περίγραμμα, το ιξώδες του ρευστού είναι αυτό που κάνει τα σωματίδια να τείνουν να προσκολλώνται στην επιφάνεια του στερεού. Έτσι δημιουργείται ένα ομοιόμορφο και παράλληλο φύλλο γύρω από το σώμα του στερεού. Αυτή η τάση να σχηματίζεται ένα είδος φύλλου γύρω από το περίγραμμα του σώματος θα μπορούσε να συγκριθεί με την πλαστελίνη.
Όλα τα σωματίδια στο υγρό, στην περίπτωση αυτή ο αέρας, Στη συνέχεια προσκρούουν στο σώμα και δημιουργούν νέα στρώματα παράλληλα με το αρχικό. Έτσι δημιουργείται μια απόκλιση στη διαδρομή ρευστού.
Χρησιμότητα και σημασία
Το εφέ Coanda έχει αποδειχθεί και χρησιμοποιείται καθημερινά σε αεροπορικές και μηχανοκίνητες αγώνες. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η μορφολογία του οχήματος, η επίδραση της τριβής του αέρα είναι απαραίτητη. Εάν γνωρίζουμε ότι τα σωματίδια ρευστού προσκολλώνται στην επιφάνεια, μπορούμε να σχεδιάσουμε καλύτερα αεροδυναμικά σχήματα. Ένα συχνά χρησιμοποιούμενο παράδειγμα του φαινομένου Coanda είναι τα μονοθέσια αυτοκίνητα της Formula 1. Η περιοχή με τους πλαϊνούς πλωτήρες εκμεταλλεύεται το φαινόμενο Coanda για να διοχετεύει μεγάλες ποσότητες αέρα προς συγκεκριμένες περιοχές, όπως το κάτω μέρος, οι διαχυτές και τα σπόιλερ. Όλα αυτά τα στοιχεία ενός μονοθέσιου επηρεάζουν άμεσα το κράτημα ή την τελική ταχύτητα.
Αυτό έχει κάνει το φαινόμενο Coanda έναν από τους βασικούς πυλώνες του μηχανοκίνητου αθλητισμού και της αεροπορίας. Το ίδιο συμβαίνει και με τα αεροπλάνα. Στα φτερά, η διαδρομή αέρα υφίσταται μια ελαφρά καμπυλότητα που βοηθά στη δημιουργία δυνάμεων που κρατούν το αεροπλάνο στον αέρα. Ο αέρας είναι καμπύλος και, μαζί με την κατάθλιψη και τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, γνωρίζουμε όλες τις δυνάμεις που δρουν στο φτερό του αεροπλάνου.
Χάρη στο φαινόμενο Coanda, οι ροές αέρα και άλλων ρευστών μπορούν να διορθωθούν και να κατευθυνθούν, επιτρέποντας στους μηχανικούς να σχεδιάσουν πιο αποτελεσματικά μέσα μεταφοράς. Αυτή η επίδραση του φαινομένου Coanda στην αεροδυναμική ενός οχήματος Είναι ένα σημαντικό στοιχείο στην κατασκευή ασφαλέστερων και ταχύτερων οχημάτων. Επιπλέον, αυτά τα αεροδυναμικά σχέδια βοηθούν στην εξοικονόμηση σημαντικών ποσοτήτων καυσίμου, καθώς συμβάλλουν στη μείωση της τριβής με τον αέρα.
Χαρακτηριστικά και περιέργειες
Το φαινόμενο Coanda έχει να κάνει με την ανάκλαση των ρευστών γύρω από ένα αντικείμενο. Αν αναλύσουμε όλες τις δυνάμεις και την ατμοσφαιρική πίεση που ασκεί η ατμόσφαιρα σε πτήση με χαμηλή ταχύτητα, ο αέρας θεωρείται όχι μόνο ρευστό, αλλά ασυμπίεστο ρευστό. Το γεγονός ότι ο αέρας είναι ένα ασυμπίεστο ρευστό σημαίνει ότι ο όγκος της μάζας του αέρα θα είναι πάντα σταθερός με την πάροδο του χρόνου. Πρέπει επίσης να γνωρίζουμε ότι οι ροές του αέρα δεν διαχωρίζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν κενά, που ονομάζονται επίσης κενά.
Υπάρχουν πολλοί επιστήμονες που αρνούνται ότι το φαινόμενο Coanda εμφανίζεται στο νερό. Λέγεται ότι αυτή η απόκλιση της τροχιάς του νερού όταν συγκρούεται με την επιφάνεια ενός στερεού σώματος προκαλείται από επιφανειακή τάση. Ως εκ τούτου, μπορεί να ειπωθεί ότι το φαινόμενο Coanda δεν εφαρμόζεται σε όλους τους τύπους ρευστών, αφού πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη η πυκνότητα και το ιξώδες του ρευστού. Γνωρίζουμε ότι ο αέρας έχει χαμηλό ιξώδες, έτσι το φαινόμενο Coanda εμφανίζεται με μεγαλύτερη ένταση.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το φαινόμενο Coanda και τη σημασία του για την αεροπορία και τους αγώνες αυτοκινήτων.